Η Κίνα ανακοίνωσε πρόσφατα πως έγινε η πρώτη χώρα στον κόσμο που πέτυχε τη βιομηχανική παραγωγή του ανθρακονήματος T1200, του ισχυρότερου τύπου παγκοσμίως.

Το ανθρακόνημα T1200 είναι ένα υλικό μοναδικό στο είδος του. Αποτελούμενο από δεκάδες ή εκατοντάδες χιλιάδες μεμονωμένες ίνες με διάμετρο μόλις λίγων μικρών, διαθέτει εξαιρετικά υψηλή αντοχή σε εφελκυσμό 8 gigapascals.

Η αντοχή σε εφελκυσμό του δομικού χάλυβα σπάνια ξεπερνά το 1 gigpascal, ωστόσο το ανθρακόνημα T1200 έχει μόνο το ένα τέταρτο της πυκνότητας του χάλυβα, γεγονός που το καθιστά σημαντικά ελαφρύτερο.

Αμέτρητες εφαρμογές και κατασκευαστικές προκλήσεις

Όπως μπορεί κανείς να φανταστεί, υπάρχουν αμέτρητες εφαρμογές για ένα υλικό αρκετές φορές ελαφρύτερο και ισχυρότερο από το ατσάλι, ειδικά σε τομείς όπως η αεροδιαστημική, η άμυνα και η προηγμένη ενέργεια. Ωστόσο, ένα τέτοιο υλικό δεν είναι μόνο εξαιρετικά ακριβό αλλά και πολύ δύσκολο να παραχθεί σε αρκετά μεγάλες ποσότητες για να ικανοποιήσει τη ζήτηση. Ένα από αυτά τα προβλήματα φαίνεται να έχει επιλυθεί από μια κινεζική εταιρεία.

Είναι ενδιαφέρον ότι η ιαπωνική εταιρεία Toray Industries, ο αδιαφιλονίκητος παγκόσμιος ηγέτης στα ανθρακονήματα υψηλής απόδοσης, ήταν η πρώτη που παρήγαγε το T1200 πίσω στο 2023. Ωστόσο, το κόστος και οι περίπλοκες διαδικασίες που απαιτούνταν για την κατασκευή του ισχυρότερου ανθρακονήματος στον κόσμο σήμαιναν ότι μπορούσαν να παραχθούν μόνο περιορισμένες ποσότητες.

Η βιομηχανική παραγωγή στην Κίνα

Νωρίτερα φέτος, ο όμιλος China National Building Material Group ανακοίνωσε ότι έγινε η πρώτη εταιρεία στον κόσμο που πέτυχε δυνατότητες παραγωγής σε βιομηχανική κλίμακα για το ανθρακόνημα T1200, με μια αρχική δυναμικότητα κοντά στους 100 τόνους ετησίως.

Για να επιδείξει την ποιότητα του βιομηχανικού ανθρακονήματος T1200, η CNMB, μέσω της θυγατρικής της, Zhongfu Shenying, πραγματοποίησε μια επίδειξη χρησιμοποιώντας ένα καλώδιο διαμέτρου μικρότερης των δύο χιλιοστών, αποτελούμενο από περίπου 120.000 ίνες, για να τραβήξει ένα πλήρως φορτωμένο διώροφο λεωφορείο.

Υψηλή ακρίβεια και τεχνικά χαρακτηριστικά

Η παραγωγή του T1200 απαιτεί εξαιρετικά ακριβή έλεγχο της διαδικασίας, από τον πολυμερισμό του πολυακρυλονιτριλίου έως τις φάσεις της οξείδωσης και της απανθράκωσης σε θερμοκρασίες που μπορούν να ξεπεράσουν τους 2.000 °C. Μενού της βελτιστοποίησης αυτών των διαδικασιών, η CNMB κατάφερε να μειώσει τα μικροσκοπικά ελαττώματα στην εσωτερική δομή της ίνας, που αποτελεί κρίσιμο παράγοντα για την αποφυγή πρόωρων αστοχιών.

Σε σύγκριση με την προηγούμενη γενιά ανθρακονημάτων (T1100), το T1200 έχει κατά 14% υψηλότερη αντοχή σε εφελκυσμό και, σύμφωνα με αναφορές, μπορεί να εξασφαλίσει μείωση βάρους περίπου 10% σε τομείς αιχμής όπου κάθε κιλό μετράει.